L'eau, par exemple, est une molécule polaire : elle possède un pôle chargé positivement et un négativement. Les sels minéraux qui sont constitués d'ions négatifs et d'ions positifs seront donc très solubles dans l'eau.
La solubilité augmente lorsque le pouvoir polarisant de l'ion, défini par le rapport de sa charge sur le carré du rayon, croît (cas des sulfates de magnésium et de calcium, cas de la soude et du chlorure de sodium). La solvatation des ions crée une organisation des molécules d'eau sur plusieurs couches.
Lorsqu'on ajoute du sel dans l'eau, les molécules d'eau vont être attirées par les charges du produit et se regrouperont alors autour de lui. Elles s'infiltrent ensuite entre les molécules du composé, ce qui a pour effet de les séparer les unes des autres. On appelle ce phénomène la dissolution2.
Dissolution d'un soluté polaire dans un solvant polaire
Si les molécules du corps sont polaires, elles interagissent avec les molécules d'eau et des liaisons intermoléculaires s'établissent. Le corps est donc soluble dans l'eau. Ces liaisons intermoléculaires sont les liaisons hydrogène.
Pour estimer une solubilité il faut rechercher la masse maximale (m) de soluté qui peut être dissoute dans un volume (V) de solvant. On peut procéder de la manière suivante: On peut choisir, par exemple, un volume de solvant V = 100 mL.
La solubilité est une propriété physique caractéristique. Il s'agit de la quantité maximale de soluté qui peut être dissoute dans un volume donné de solvant. La solubilité se mesure en grammes par cent millilitres (g/100 mL) ou en grammes par litre (g/L) .
Trois facteurs accélèrent le processus de dissolution : la pulvérisation du soluté, le mélange de la solution et l'augmentation de la température de la solution.
- L'eau est un très bon solvant car les extrémités positives ou négatives de la molécule peuvent s'attacher aux cations ou aux anions ; - Le groupement des molcules d'eau en tétraèdres explique la forte tension superficielle et la capillarité ; De plus, les molécules d'eau s'ionisent en H+ et OH-.
La cohésion d'un solide ionique est assurée par des forces de nature électrostatique entre les cations et les anions qui le constituent, conformément à la loi de Coulomb.
Le sucre : un cas à part
A contrario, les produits non polaires (sans pôles positifs et négatifs), comme l'huile, ne sont pas solubles dans les solvants polaires. Mais ils le sont dans les solvants organiques non polaires, comme l'éther ou l'alcool.
On dit que ces solides se dissolvent dans l'eau : ils se réduisent en fines particules invisibles dans l'eau. La solution obtenue est une solution aqueuse. L'eau est le solvant et le solide dissout est le soluté. L'opération ainsi réalisée s'appelle une dissolution.
La solubilité du sel dans l'eau possède une limite, l'eau ne peut pas dissoudre n'importe quelle quantité de sel. Lorsque cette limite est atteinte, on dit que la solution est saturée. Conclusion : Tout composé soluble ne peut se dissoudre dans l'eau qu'en quantité limitée.
Exemples : le sel, le sucre, la poudre de cacao sont soluble dans l'eau. Lorsqu'un solide se dissout dans l'eau il se réduit en fines particules invisibles à l'œil nu qui se dispersent dans l'eau. Le mélange obtenue lors d'une dissolution est appelé une solution aqueuse.
Il faut savoir avant tout, que la miscibilité correspond à un mélange constitué de deux liquides, et que la solubilité correspond à un mélange solide-liquide mais aussi gaz-liquide. Un mélange de deux liquides peut être homogène ou hétérogène cela dépend de leur miscibilité.
La réaction d'hydratation diffère de la réaction d'hydrolyse du fait que l'hydrolyse décompose la molécule en deux parties distinctes. La réaction inverse est la déshydratation.
II.
La solubilité, notée "s" s'exprime le plus souvent en g/L ou en mole/L. Un composé sera dit "peu soluble" si sa solubilité est inférieure à 0,1 mole par litre de solution. Le terme "insoluble" sera utilisé pour des composés très peu solubles.
Un solide ionique est une structure solide, constituée d'un empilement compact et régulier de cations (ions chargés positivement) et d'anions (ions chargés négativement) en proportions invariables. La cohésion (stabilité) du solide ionique est assurée par les interactions électriques entre les cations et les anions.
Un solide ionique comporte autant de charges négatives que de charges positives : il est neutre électriquement. Pour le fluorure de calcium (fluorite/fluorine), les ions sont l'ion fluor et les ions calcium . En conséquence, il faut deux fois plus d'ions fluor que d'ion calcium pour garantir la neutralité.
La dissolution d'un solide ionique s'effectue en trois étapes : - La dissociation (destruction du cristal par les molécules d'eau (sous l'action des forces électrostatiques). - l'hydratation des ions -la dispersion des ions: Les ions sont entourés d'un cortège de molécules de solvant qui les isole les uns des autres.
L'eau est en effet un très bon solvant. Elle dissout un grand nombre de corps ioniques, comme les sels par exemple dont les briques de base sont des ions, ainsi que certaines substances formées de molécules polaires.
rare dissoluble; anton. insoluble.
Le mélange homogène obtenu par dissolution dans l'eau est une solution aqueuse. Le sel, sucre,… sont les solutés et l'eau est le solvant. Lorsqu'on veut dissoudre une quantité trop importante de sel dans l'eau, celui-ci ne se dissout plus : on dit que la solution est saturée en sel.
Le sel ne se dissous plus lorsque la masse de sel ajouté dépasse 72 g. On observe que quelques cristaux de sel restent au fond de l'erlen malgré l'agitation. Interprétation : La solution d'eau salée est saturée en sel lorsque la masse de sel dissous atteint 72 g pour 200 mL d'eau.
La solubilité se définit par la masse maximale de soluté que l'on peut dissoudre dans un litre de solvant donné. Par exemple le sel a une solubilité d'environ 358 g/L dans certaines conditions de température, ce qui signifie que nous pourrions dissoudre jusqu'à 358 g de sel dans un litre d'eau dans ces conditions.
La dissolution d'un solide ionique est traduite par une équation de dissolution, de la forme : Les solvants non polaires (apolaires) n'ont pas d'action sur les solides ioniques. Pour mesurer la concentration en soluté dans une solution, on fait appel à la concentration molaire c, en mol/L, par la formule .